CN114619280A

CN114619280A - 改进的工作头和包括所述工作头的机床

Info

Publication number: CN114619280A
Application number: CN202111500308.9A
Authority: CN
Inventors: 卡洛·万努奇
Original assignee: SCM Group SpA
Current assignee: SCM Group SpA
Priority date: 2020-12-09
Filing date: 2021-12-09
Publication date: 2022-06-14
Also published as: EP4011532A1; IT202000030137A1

Abstract

本发明涉及用于加工零件的改进的工作头(1)。特别地，所述工作头(1)设置有多个主轴(M₁、M₂……M_N)，其支撑相应的工具(T₁、T₂……T_N)并被设计为仅旋转所述多个主轴(M₁、M₂……M_N)中的一个或更多个主轴，所述一个或更多个主轴支撑处理零件所需的工具，从而避免支撑处理所述零件所不需要的工具的主轴的旋转。

Description

改进的工作头和包括所述工作头的机床

技术领域

本发明涉及一种改进的工作头和包括所述工作头的机床。

具体而言，本发明涉及所述工作头的结构，该工作头设置有多个主轴，这些主轴支撑用于处理零件的相应工具，这些主轴被设计成通过单个运动传动组(包括转轴和用于旋转所述转轴的马达)仅移动一个或更多个主轴(所述一个或更多个主轴属于所述多个主轴)并且支撑所述零件所必须进行的特定加工所需的工具。

所述零件可以是由木材或其他材料制成的板件。

在下文中，将针对安装在用于处理零件的机床上的工作头进行描述，其中所述工作头设置有多个工具，尤其是用于对所述零件进行钻孔的钻头，但很明显，工作头本身不应被认为局限于这种特定用途。

所述机床可以是被构造成在工件上执行不同处理操作的多功能机床，或者替代地是“独立”机床，即插入在加工线中的机器，该加工线包括多台相互串联的机器，其中每台机器对工件进行相应的加工。

背景技术

如在处理零件的机床领域中所知，通过工作头，工件可以经历各种处理，比如，例如切割、钻孔、磨边等。

特别地，工件可以是由木材制成的板件。

在钻孔期间，一个或更多个孔被形成在板件的一个或更多个面上。

这些孔可以具有相同或不同的直径。

此外，这些孔可以布置在板件的同一面上或板件的不同面上(例如，板件的上部面上的孔、下部面上的孔以及板件的侧面上的额外的孔)。

为了加快加工时间，用于对所述板件进行钻孔的已知类型的工作头配备有多个主轴，这些主轴支撑相应的钻头。

每个钻头可拆卸地联接到相应的主轴上，该主轴在其旋转时造成钻头的旋转。

钻头与主轴的联接可以通过相应的保持器或相应的工具保持器来实现，或者替代地，钻头可以直接安装在相应的主轴上。

为了在板件的上部面(相对于其上布置有板件的支撑平面)上开孔，所述钻孔末端以如下方式来安装在工作头上，即具有相对于板件本身的上部面垂直的轴线。

另一方面，为了在板件的侧面上开孔，所述钻头以如下方式安装在工作头上，即具有相对于板件本身的侧面垂直的轴线。

此外，所述已知类型的工作头设置有单个运动传动组，该运动传动组将旋转运动传动给所有主轴并因此传动给所有钻头。

运动传动组包括具有纵向轴线的转轴和用于绕所述纵向轴线旋转所述转轴的马达，优选为电动马达。

运动传动组通过齿轮机构将旋转运动传动给每个主轴。

特别地，所述转轴设置有布置在其端部之一处的驱动齿轮，并且第一从动齿轮与第一主轴同轴且成一体并且与所述驱动齿轮啮合。

这样，当驱动齿轮旋转时，第一从动齿轮也旋转，从而导致第一主轴的旋转，这进而导致联接到所述第一主轴的钻头的旋转。

所述第一从动齿轮的旋转导致至少一个第二从动齿轮的旋转，该第二从动齿轮与第二主轴同轴且成一体并且与所述第一从动齿轮啮合，使得当第一从动齿轮旋转时，所述第二从动齿轮也旋转，从而导致所述第二主轴的旋转，这进而导致联接到所述第二主轴的钻孔末端的旋转。

反过来，第二主轴的第二从动齿轮可以与至少一个第三从动齿轮啮合，该第三从动齿轮与第三主轴同轴且成一体并且与所述第二从动齿轮啮合，使得当第二从动齿轮旋转时，所述第三从动齿轮也旋转，从而导致所述第三主轴的旋转，这进而导致联接到所述第三主轴的钻孔末端的旋转，以此类推。

从动齿轮的数量可以大于或等于主轴的数量。

每个钻头由相应的主轴支撑或被安装在相应的主轴上。

因此，当主轴旋转时，相应的钻头也旋转。

每个主轴(以及因此每个钻头)可沿着平行于运动传动组的转轴的纵向轴线的相应纵向轴线在第一方向和与所述第一方向相反的第二方向上移动。

特别地，每个主轴可在闲置位置和操作位置之间移动，其中每个主轴沿其纵向轴线平移预定的距离。

当一个或更多个主轴处于闲置位置时，相应的钻孔末端相对于工件升高，使得当工作头被使用时，所述主轴的相应的钻孔末端不接触工件，因为所述工件不得通过所述钻头进行加工。

当一个或更多个主轴处于操作位置时，相应的钻孔末端相对于工件下降，直到它接触所述工件，这样，当工作头被使用时，所述主轴的相应的钻孔末端接触工件，因为所述工件必须通过所述钻头进行加工。

每个主轴独立于其他主轴移动。

以这种方式，所述多个主轴中的一个或更多个主轴可以处于操作位置(因此可以通过相应的钻头开孔)，并且相同的多个主轴中的一个或更多个额外的主轴可以处于闲置位置(因此不可能通过相应的钻孔末端开孔)。

例如，可以通过相应的移动装置，尤其是气动移动装置，更具体地说是气动缸，来选择要进入操作位置的主轴，所述气动缸可以是单作用气动缸或双作用气动缸。

每个气动缸包括腔室和在所述腔室内滑动的活塞，其中所述活塞连接到主轴。

当气动缸是单作用气动缸时，活塞将所述主轴从所述闲置位置移动到所述操作位置，并且通过弹簧，所述主轴从所述操作位置移动到所述闲置位置。

当气动缸是双作用气动缸时，活塞在所述闲置位置和所述操作位置之间移动所述主轴，并且反之亦可。

此外，所述已知类型的工作头包括逻辑控制单元，该逻辑控制单元被配置成根据加工的类型通过相应的移动装置彼此独立地移动几个主轴。

所述工作头的结构以如下方式来设计，即尽管多个主轴中只有一个主轴或更多个主轴处于操作位置(因此相应的钻孔末端与工件接触)，但是所有主轴以及所有钻头都旋转，因为运动传动组的轴将旋转运动传动给所有主轴，并且主轴的旋转导致所有钻头的旋转，而不管一些主轴是否处于操作位置而其他主轴是否处于闲置位置。

因此，处于闲置位置的主轴也旋转。

这意味着联接到处于闲置位置的相应的主轴的钻头，即不用于处理板件的钻头也旋转。

不管用于将主轴移动到操作位置的移动装置如何，已知类型的工作头被设计成旋转所有主轴并因此旋转所有钻头，而不管用于处理零件的钻头数量如何。

换句话说，当工作头在使用中并且不必使用所有的钻头时，所有的主轴都旋转(跟随与每个主轴成一体的相应从动齿轮的旋转)，并且只有一些主轴处于操作位置。

结果，所有的钻头都在旋转，尽管只有一部分钻头在钻孔工件。

由于这个原因，所述工作头有一些缺点。

这种已知类型的工作头的第一个缺点是由以下事实赋予的，主轴的一些部件，比如，例如轴承和齿轮经受过早的磨损。

第二个缺点是由以下事实赋予的，所述已知类型的工作头消耗过多的动力来克服旋转元件(比如驱动齿轮和从动齿轮)的摩擦和惯性。

第三个缺点是由以下事实赋予的，由于例如钻头卡在工件中，运动传动组的马达可能经受过载，其中风险为这种过载导致马达和任何机械零件(比如驱动齿轮、从动齿轮、轴承等)断裂。

第四个缺点是由以下赋予的，需要对工作头进行频繁维护，例如润滑一个或更多个轴承。

第五个缺点是工作头在使用时的噪音。噪声强度与旋转的元件数量成正比。

额外缺点是由以下事实赋予的，工作头在使用中可能达到一定的温度(取决于旋转元件的数量)，使得任何机械零件(比如驱动齿轮、从动齿轮、轴承等)和/或润滑剂可能会变质。

发明目的

本发明的目的是通过提供一种工作头来克服所述缺点，所述工作头被设计成仅旋转支撑加工工件所需的工具的主轴，从而避免旋转支撑工件所不需要的工具的主轴。

有利地，借助于作为本发明目标的工作头，不被用于加工所述工件的工具并不通过相应的主轴来旋转。

本发明的额外的目的是提供一种工作头，该工作头比已知类型的工作头需要更少的维护并具有较低的制造成本。

发明内容

因此，本发明的具体目标是一种用于处理零件的工作头，其包括：

运动传动组，其包括具有纵向轴线的转轴和用于绕所述纵向轴线旋转所述转轴的马达，

多个工具，

具有相应的纵向轴线的多个主轴，其中每个主轴包括第一端部部分，该第一端部部分的形状被确定为支撑相应的工具并且可在闲置位置和操作位置之间移动，在闲置位置，相应的第一端部部分至少部分地缩回到所述工作头中，在操作位置，相应的第一端部部分沿着主轴的相应纵向轴线平移预定距离，

运动传动机构，其用于将所述运动传动组的转轴的旋转运动传动到每个主轴。此外，所述工作头包括用于每个主轴的相应的联接装置，该联接装置用于在主轴处于操作位置时将所述主轴以如下方式联接到所述运动传动机构，即旋转运动由所述运动传动组传动到所述主轴，并且该联接装置用于在所述主轴处于闲置位置时使主轴以如下方式与所述运动传动机构断开，即所述运动传动组的旋转运动不传动到所述主轴。具体而言，每个联接装置可包括与所述运动传动机构成一体的第一可释放联接器件，以及用于每个主轴的第二可释放联接器件，其中，所述第二可释放联接器件与相应的主轴成一体并被构造为以如下方式与相应的第一可释放联接器件联接/断开，即一个或更多个主轴仅在所述第一可释放联接器件联接到相应的第二可释放联接器件时处于操作位置。

所述运动传动组可以包括与所述转轴相关联的驱动元件和多个从动元件，其中每个从动元件与相应的主轴相关联。

特别地，所述驱动元件可以与所述转轴同轴，并且每个从动元件可以与相应的主轴同轴。

更具体地，所述驱动元件可以包括驱动齿轮，并且每个从动元件可以包括相应的从动齿轮，其中所述驱动齿轮可以与至少一个从动齿轮啮合。

在第一备选方案中，所述第一可释放联接器件可以包括至少一个第一磁体，并且所述第二可释放联接器件可以包括至少一个第二磁体，使得当所述第一磁体联接到所述第二磁体时，产生吸引力。

在第二备选方案中，所述第一可释放联接器件可以包括第一部分，并且所述第二可释放联接器件包括形状被确定为联接到所述第一部分的第二部分，使得所述第一部分和所述第二部分通过形状锁合联接或力联接而联接。

此外，所述工作头可以包括用于每个主轴的相应的移动装置，其中每个移动装置可以被构造成将相应的主轴从所述闲置位置移动到所述操作位置，并且反之亦可。

每个移动装置可以包括腔室和活塞，该活塞在所述腔室内沿第一方向和与所述第一方向相反的第二方向滑动，并且每个主轴包括与所述第一端部部分相反的第二端部部分，该第二端部部分连接到相应的活塞，使得所述活塞的运动导致相应的主轴沿其纵向轴线的平移。

每个移动装置可以包括入口和弹性器件，所述入口用于允许流体进入所述腔室(camera)，以便导致所述活塞在所述第一方向上的移动并且将相应的主轴维持在操作位置，所述弹性器件在所述流体进入所述腔室时可在压缩状态下移动，当所述流体在所述腔室中的通道被阻止或所述流体在所述腔室中不处于压力下时可在膨胀状态下移动，使得所述活塞在所述第二方向上移动，使相应的主轴处于闲置位置。

工作头的每个工具可以以可拆除的方式联接到相应的主轴并沿着相应的主轴的纵向轴线布置。

特别地，每个工具都可以包括钻头。

有利地，工作头可以包括一个或更多个工具保持器头，其中每个工具保持器头设置有一个或更多个相应的额外的工具，其中所述其他工具中的每一个都具有相应的额外的纵向轴线，并且相对于工作头以如下方式来布置，即每个额外的纵向轴线都垂直于所述运动传动组的转轴的纵向轴线。

在这种情况下，每个主轴的第一部分端部可以成形为以可拆除的方式联接到所述一个或更多个工具保持器头。

优选地，每个额外的工具优选地包括相应的钻头。

本发明还涉及一种用于处理零件的机床。

所述机床包括：

基底，

工作台，其用于支撑至少一个零件(peace)，其中所述工作台布置在所述基底上，

工作单元，其用于处理所述零件(peace)，其中所述工作单元包括至少一个上述工作头。

附图说明

现在将根据本发明的优选实施例，具体参考附图的各图，出于说明性而非限制性的目的来描述本发明，其中：

图1是根据本发明的工作头的顶部透视图，包括多个主轴，每个主轴支撑相应的工具；

图2是图1的工作头的底部的透视图；

图3是图2的工作头的底部透视图，其中一部分已经被移除以示出运动传动组如何将旋转运动传动到工作头的主轴；

图4示出了图3的细节，涉及运动传动组和靠近所述运动传动组布置的有限数量的主轴；

图5和图6分别示出了处于闲置位置和操作位置的主轴的纵向截面；

图7是图6的细节，其涉及从动齿轮和相应主轴之间的联接；

图8示出了主轴变型的纵向截面以示出所述主轴和相应的从动齿轮之间的不同联接；

图9示出了图8的主轴的细节。

在各个图中，相似的零件将由相同的附图标记表示。

具体实施方式

参考图1-7，描述了一种用于处理零件的工作头，该工作头用附图标记1表示。

特别地，所述零件可以是由木材、塑料、金属、大理石、玻璃、复合材料等制成的板件。

特别参考图1-4，描述了根据本发明的用于处理零件的工作头1。

工作头1包括运动传动组11和多个主轴M₁、M₂……M_N。

参考运动传动组11，所述运动传动组11包括：

转轴11A，其具有纵向轴线A并围绕所述纵向轴线旋转，以及

马达(未示出)，优选为电动马达，该马达连接到所述转轴11A以旋转所述转轴11A。

此外，运动传动组11设置有联接到板12的基座111，并且所述板12设置有通孔121，以允许运动传动组11的转轴11A穿过。

关于所述多个主轴M₁、M₂……M_N，每个主轴都具有平行于转轴11A的纵向轴线A的相应的纵向轴线A₁、A₂……A_N。

每个主轴M₁、M₂……M_N包括第一端部部分PE1(即主轴的工具侧部分)和与第一端部部分相反的第二端部部分PE2。

第一端部部分PE1成形为支撑相应的工具T₁、T₂、……T_N。

具体地，每个第一端部部分PE1被成形为可拆除地联接到相应的工具T₁、T₂、……T_N。

在所描述的实施例中，每个工具T₁、T₂、……T_N都是钻孔末端，因此工作头是用于对工件进行钻孔的头。

每个钻头沿相应的主轴M₁、M₂……M_N的纵向轴线A₁、A₂……A_N布置。

每个主轴M₁、M₂……M_N还设置有相应的移动装置MD以在闲置位置和操作位置之间移动所述主轴M₁、M₂……M_N。

在闲置位置，主轴M₁、M₂……M_N的第一端部部分PE1至少部分地缩回到工作头1中。

在操作位置，主轴M₁、M₂……M_N的第一端部部分PE1沿相应的主轴M₁、M₂……M_N的纵向轴线A₁、A₂……A_N平移预定距离，以允许相应的工具T₁、T₂、……T_N处理零件。

特别参考图3-4，示出了用于将运动传动组11的转轴11A的旋转运动传动到每个主轴M₁、M₂……M_N的运动传动机构。

在所描述的实施例中，所述运动传动机构是齿轮机构。

所述运动传动机构包括：

驱动元件CR，其与运动传动组11的转轴11A相关联，以及

多个从动元件R₁、R₂……R_N，其中每一个从动元件都与相应的主轴M₁、M₂……M_N相关联。

在所述实施例中，所述驱动元件CR为驱动齿轮，并且每个从动元件R₁、R₂……R_N为相应的从动齿轮。

驱动齿轮CR与转轴11A同轴，并且每个从动齿轮R₁、R₂……R_N与相应的主轴M₁、M₂……M_N同轴。

此外，所述驱动齿轮CR与至少一个从动齿轮R₁、R₂……R_N啮合。

然而，在不脱离本发明的范围的情况下，运动传动机构可以不同于上述机构。

例如，所述运动传动机构可以包括：与运动传动组11的转轴11A相关联的驱动摩擦轮；以及与相应的主轴相关联的多个从动摩擦轮。因此，运动从所述驱动摩擦轮传动到所述从动摩擦轮。

在另一示例中，所述运动传动机构可以包括：与运动传动组11的转轴11A相关联的驱动带轮；和与相应的主轴相关联的多个从动带轮；以及构件(例如传动带)，用于通过所述构件将运动从所述驱动带轮传动到所述从动带轮的构件。

图5显示了处于闲置位置的主轴M₁。

图6显示了处于操作位置的同一主轴M₁。

工作头1包括用于每个主轴M₁、M₂……M_N的相应的联接装置，以将主轴M₁、M₂……M_N与所述运动传动机构联接/断开。

特别地，所述联接装置被构造成当所述主轴M₁、M₂……M_N处于操作位置时，将主轴M₁、M₂……M_N联接到运动传动组，以便所述运动传动组11将旋转运动传动到所述主轴M₁、M₂……M_N，并且所述联接装置被构造成当所述主轴M₁、M₂……M_N处于闲置位置时，将主轴M₁、M₂……M_N与所述运动传动组断开，使得旋转运动不会由所述运动传动组11传动至所述主轴M₁、M₂……M_N。

上述图5和图6还显示了移动装置MD，其用于移动所述多个主轴M₁、M₂……M_N中的主轴M₁。

以下关于主轴M₁的注意事项适用于所述多个主轴的其他主轴。

在所描述的实施例中，所述移动装置MD是气动移动装置。

特别地，所述移动装置MD包括腔室C和活塞P，该活塞在腔室C内沿第一方向和与所述第一方向相反的第二方向滑动。

第二端部部分PE2(即，与第一端部部分PE1相反的端部部分)连接至活塞P，使得所述活塞P的移动导致主轴M₁沿其纵向轴线A1平移。

所述移动装置MD包括允许流体进入所述腔室C(即，允许一定量的流体被引入到所述腔室中)的入口，以便导致活塞P在所述第一方向上的移动并将主轴M1维持在操作位置。

移动装置MD进一步包括相应的弹性器件S，该弹性器件可在压缩状态(当所述流体进入到所述腔室C中时)和膨胀状态(当所述流体在所述腔室C中的通道被中断或所述流体在腔室C中没有受到压力时)之间移动，使得活塞P沿所述第二方向移动，从而将主轴M₁置于闲置位置。

在所描述的实施例中，所述流体是压缩流体，特别是压缩气体，并且更特别的是压缩空气。

所述弹性器件S以如下方式布置在腔室C内，即至少部分环绕主轴M₁(即主轴M₁的外表面)。

特别地，所述弹性器件S与主轴M₁断开，以便在主轴M₁旋转时不旋转。

在所描述的实施例中，所述弹性器件S包括弹簧。

在图中未示出的变型中，移动装置MD可以没有弹性器件S，并且包括已知类型的双作用气动缸。

该气动缸具有第一入口和不同于第一入口的第二入口，以允许流体进入腔室C，使得活塞P在腔室C内沿第一方向或第二方向移动(flow)。

图5至图8显示了用于将主轴M₁联接到运动传动机构的联接装置。

所述联接装置包括：

第一可释放联接器件，其与驱动齿轮CR成一体，以及

第二可释放联接器件，其与主轴M₁成一体。

所述第二可释放联接器件被构造成与所述第一可释放联接器件联接/断开，使得仅当所述第一可释放联接器件联接至所述第二可释放联接器件时，主轴M₁处于操作位置。

换句话说，每个从动齿轮R₁、R₂……R_N配备有相应的第一可释放联接器件，并且每个主轴M₁、M₂……M_N设置有相应的第二可释放联接器件。

特别地，在这些图中所示的第一变型中，所述联接装置是磁性类型的。

更具体地，所述第一可释放联接器件包括至少一个第一磁体G1，并且所述第二可释放联接器件包括至少一个第二磁体G2，使得当所述第一磁体G1联接到所述第二磁体G2时产生吸引力。

所述第一磁体G1可以具有柱形形状，以这样的方式来围绕所述驱动齿轮CR的内表面的至少一部分。

所述第二磁体G2可以具有柱形形状，以这样的方式来围绕所述主轴M1的外部表面的至少一部分。

然而，在不脱离本发明的范围的下，所述磁体G1、G2可以具有不同于柱形的形状。

例如，在替代方案中，所述磁体G1、G2可以具有平行六面体或截头圆锥的形状。

在联接装置的第二变型中，如图9所示，所述第一可释放联接器件包括第一部分L1，并且所述第二可释放联接器件包括第二部分L2，其形状适于联接到所述第一部分L1，使得所述第一部分L1和所述第二部分L2通过与锥形摩擦表面进行力联接而联接。

在图中未示出的其他变型中，所述第一可释放联接器件可以通过已知类型的机械联接来联接到所述第二可释放联接器件，比如：

形状锁合联接；

借助于齿的形状锁合联接；

离心摩擦联接；

磁性摩擦联接；

液压摩擦联接；

气动摩擦联接；

带有外部环抱爪的摩擦联接；

借助于离合器的平坦表面之间的联接(例如单盘或多盘)；

冗余联接(curplus coupling)(例如自由轮)。

上述关于主轴M₁的注意事项适用于其余主轴M₂……M_N。

因此，每个主轴具有第一端部部分PE1和第二端部部分PE2，并且工作头包括用于每个主轴的相应的移动装置和相应的联接装置。

回到图1-4，应注意，所述多个主轴M₁、M₂……M_N的第一组主轴联接到第一工具保持器头TH1，而所述多个主轴M₁、M₂……M_N的第二组主轴联接到第二工具保持器头TH2。

这是由于这样的事实，即每个主轴M₁、M₂……M_N的形状都被确定成可拆除地联接到工具保持器头上。

所述第一工具保持器头TH1和所述第二工具保持器头TH2配备有相应的用于支撑第一组额外工具TH1₁、TH1₂……TH1_N的第一组额外主轴以及用于支撑第二组附加工具TH2₁、TH2₂……TH2_N的第二组额外主轴。

每组额外主轴可以包括任意数量的其他主轴，甚至单个其他主轴。

每组额外工具可以包括任意数量的附加工具，甚至单个附加工具。

所述第一组额外工具TH1₁、TH1₂……TH1_N的每个额外工具都具有相应的纵向轴线A₁₁、A₁₂……A_1N，并且所述第二组额外工具TH2₁、TH2₂……TH2_N的每个额外工具具有相应的纵向轴线A₂₁、A₂₂……A_2N。

所述组的额外工具中的每个额外工具相对于工作头1以如下方式来布置，即相应的纵向轴线A₁₁、A₁₂……A_1N、A₂₁、A₂₂……A_2N正交于运动传动组11的纵向轴线A。

在所描述的实施例中，每个额外工具都是钻头。

运动相应地通过第一成角度齿轮箱和第二成角度齿轮箱(未显示)传动到第一组额外工具TH1₁、TH1₂……TH1_N和第二组额外工具TH2₁、TH2₂……TH2_N的额外工具。

第一成角度齿轮箱布置在第一工具保持器头TH1内并将所述第一组主轴的至少一个主轴连接到所述第一工具保持器头的每个额外主轴(即，连接到第一组额外主轴的每个额外主轴)，使得运动从所述第一组主轴中的所述主轴传动到所述第一组额外主轴中的每个额外主轴。

第二成角度齿轮箱布置在第二工具保持器头TH2内并将所述第二组主轴的至少一个主轴连接到所述第二工具保持器头的每个额外主轴(即，连接到第二组额外主轴的每个额外主轴)，使得运动从所述第二组主轴中的所述主轴传动到所述第二组额外主轴的每个额外主轴。

工作头1可以装配在不同类型的机床中。

一般来说，所述机床包括：

基底，

工作台，其用于支撑至少一个零件，其中所述工作表面布置在所述基底上，以及

工作单元，其用于处理所述零件，其中所述工作单元包括至少一个如上所述的工作头1。

在第一个示例中，所述工作头可以装配在被称为工作中心的多功能机床中。

所述多功能机床被构造为在一个或更多个待加工的工件上执行不同的工艺，例如铣削、切割、钻孔、磨边等。

所述多功能机床包括：

基底，

工作台，其布置在所述基底上，并且至少一个工件被约束在该工作台上，

工作单元，其布置在横杆上并可沿基底移动，其中所述工作单元包括至少一个工作头，所述工作头可以是上述工作头，

逻辑控制单元，其用于通过电动马达移动所述横杆(并因此移动所述工作单元)并通过所述工作头驱动所述工作单元对零件进行特定加工。

此外，由于工作头可以相对于所述横杆沿着至少一个第一参考轴线移动，所以所述逻辑控制单元可以被构造为沿着所述轴线相对于横杆移动所述工作头。

所述工作头可以相对于第一参考轴线和垂直于所述第一参考轴线的第二参考轴线移动，或者它可以相对于第一参考轴线、垂直于所述第一参考轴线的第二参考轴线和垂直于所述第二参考轴线的第三参考轴线移动。

此外，所述工作头还可以围绕第一轴线或者围绕第一轴线和不同于所述第一轴线的第二轴线旋转，或者围绕彼此不同的第一轴线、第二轴线和第三轴线旋转。

因此，逻辑控制单元可以被构造成围绕一个或更多个轴线旋转所述工作头，使得工作头执行对工件进行特定加工所需的运动。

所述工作单元可以包括多个工作头，并且至少一个工作头可以是上述工作头。

无论工作头数量多少，每个工作头都可以支撑不同的工具来在工件上执行多次加工。

在第二个示例中，所述工作头可以装配在钻孔机器中，以在工件的一个或更多个面上形成一个或更多个孔，其中所述孔可以是通孔，也可以不是通孔。

所述钻孔机器通常插入包括多个机器的加工线中，其中每个机器对工件进行相应的加工。

一种钻孔机器，包括：

基底，

工作台，其布置在所述基底上，工件定位在该工作台上和/或工件通过夹持系统沿至少一个方向移动，

工作单元，其包括至少一个工作头，该工作头可以是上述工作头，

逻辑控制单元，其配置成驱动所述夹持系统夹持工件并沿所述工作台移动工件，并且通过所述工作头驱动所述工作单元对工件进行特定加工。

此外，由于所述工作头可以相对于工作台在至少一个方向(不同于工件的移动的方向)上移动，所以所述逻辑控制单元可以被配置为相对于工作台移动所述工作头。

如上所述，在所描述的实施例中，每个工具都是钻孔末端。

因此，工作头是钻孔头。

根据要形成在工件上的孔的数量和位置，装配有所述工作头的机床的逻辑控制单元被配置成驱动工作头1的运动传动组11，该工作头是工作单元的一部分。

对运动传动组11的驱动允许转轴11A绕轴线A旋转，并且通过布置在所述转轴11A上的驱动轮CR，所述转轴11A的旋转运动被传动到所有从动齿轮R₁、R₂……R_N。

根据要在工件上执行的钻孔的类型(由孔的数量、孔的位置、孔的大小以及所述孔的深度等定义)，控制逻辑单元被配置为激活流体注入装置(尤其是压缩流体)，用于将所述流体引入到相应的移动装置MD的腔室C中，从而仅移动主轴M₁、M₂……M_N，该主轴的钻孔末端是执行钻孔以处理工件所必需的。

在所描述的实施例中，所述流体注入装置是压缩机。

存在于相应的腔室C内的与相应的主轴M₁、M₂……M_N相关的活塞P在相应的腔室C内沿第一方向滑动，从而克服相应的弹性器件S的阻力并将主轴M₁、M₂……M_N移动至操作位置。

此时，相应的联接装置的第一可释放联接器件(与处于操作位置以执行加工的主轴M₁、M₂……M_N的相应的从动齿轮R₁、R₂……R_N成一体)联接至同一联接装置的相应的第二可释放联接器件(与相应的主轴M₁、M₂……M_N为一体)，这样，运动传动组11的转轴11A的旋转运动被传动到处于操作位置的所述主轴M₁、M₂……M_N，使得相应的钻头T₁、T₂……T_N旋转以对工件进行钻孔。

在工件上的钻孔结束时，逻辑控制单元停用流体注入装置，以便防止所述压缩流体在主轴处于操作位置时被引入到所述主轴M₁、M₂……M_N的相应的移动装置MD的腔室C中。

因此，弹性器件S沿第二方向(与第一方向相反)推动相应的活塞P，并且主轴M₁、M₂……M_N进入闲置位置。

此时，第一可释放联接器件(与已进入闲置位置的所述主轴M₁、M₂……M_N的从动齿轮R₁、R₂……R_N成一体)与对应的第二可释放联接器件(与所述主轴M₁、M₂……M_N中的每一个成一体)断开，使得运动传动组11的转轴11A的旋转运动不会传动到处于闲置位置的所述主轴M₁、M₂……M_N。

优点

有利的是，本发明的工作头的目标被设计成仅旋转用于处理零件的工具的主轴，特别是钻头。

第二个优点是主轴的部件所经受的磨损较少。

第三个优点由这样的事实给出，运动传动组的马达比已知类型的工作头消耗的功率更少。

第四个优点由这样的事实给出，由于所述第一可释放联接器件和所述第二可释放联接器件的存在，运动传动组的马达不会处于过载。事实上，所述第一可释放联接器件和所述第二可释放联接器件的行为类似于扭矩限制器。

第五个优点由这样的事实给出，可以减少对主轴和所述主轴的部件的维护干预，比如，例如对润滑轴承和齿轮的干预等。

第六个优点由这样的事实给出，当使用本发明的工作头物体时，噪音的强度低于已知类型的工作头。这是因为旋转的主轴数量较少。

额外的优点由这样的事实给出，在使用时，本发明的工作头物体的温度没有达到比如损坏机械和/或润滑零件的值。

根据本发明的优选实施例，已经出于说明性而非限制性目的描述了本发明，但是应当理解，本领域技术人员可以在不脱离所附权利要求中定义的相关范围的情况下引入修改和/或改变。

Claims

1.用于处理零件的工作头(1)，该工作头包括：

运动传动组(11)，所述运动传动组包括具有纵向轴线(A)的转轴(11A)和用于围绕所述纵向轴线(A)旋转所述转轴(11A)的马达，

多个工具(T₁、T₂……T_N)，

多个主轴(M₁、M₂……M_N)，所述多个主轴具有相应的纵向轴线(A₁、A₂……A_N)，其中每个主轴(M₁、M₂……M_N)包括第一端部部分(PE1)，所述第一端部部分的形状被确定成支撑相应的工具(T₁、T₂……T_N)，并且每个主轴可在闲置位置和操作位置之间移动，在所述闲置位置中，相应的第一端部部分(PE1)至少部分缩回到所述工作头中(1)，在所述操作位置中，相应的第一端部部分(PE1)沿主轴(M₁、M₂……M_N)的相应的纵向轴线(A₁、A₂……A_N)平移预定距离，

运动传动机构(CR、R₁、R₂……R_N)，所述运动传动机构用于将所述运动传动组(11)的转轴(11A)的旋转运动传动至每个主轴(M₁、M₂……M_N)，

其特征在于，

所述工作头(1)包括用于每个主轴(M₁、M₂……M_N)的相应的联接装置(G1、G2；L1、L2)，当主轴(M₁、M₂……M_N)处于操作位置时，相应的联接装置将该主轴(M₁、M₂……M_N)联接到所述运动传动机构(CR、R₁、R₂……R_N)，以这种方式使得旋转运动由所述运动传动组(11)传动至所述主轴(M₁、M₂……M_N)，并且当主轴(M₁、M₂……M_N)处于闲置位置时，相应的联接装置将该主轴(M₁、M₂……M_N)与所述运动传动机构(CR、R₁、R₂……R_N)断开，以这种方式使得所述运动传动组(11)的旋转运动不会传动到所述主轴(M₁、M₂……M_N)。

2.根据前一权利要求所述的工作头(1)，其特征在于，每个联接装置(G1、G2；L1、L2)包括与所述运动传动机构(R₁、R₂……R_N)成一体的第一可释放联接器件(G1；L1)以及用于每个主轴(M₁、M₂……M_N)的第二可释放联接器件(G2；L2)，其中所述第二可释放联接器件(G2；L2)与相应的主轴(M₁、M₂……M_N)成一体并被构造成与相应的第一可释放联接器件(G1；L1)联接/断开，以这样的方式使得一个或更多个主轴(M₁、M₂……M_N)仅在所述第一可释放联接器件(G1；L1)联接到相应的第二可释放联接器件(G2；L2)时处于操作位置。

3.根据前述权利要求中任一项所述的工作头(1)，其特征在于，所述运动传动机构(CR、R₁、R₂……R_N)包括与所述转轴(11A)相关联的驱动元件(CR)和多个从动元件(R₁、R₂……R_N)，其中每个从动元件(R₁、R₂……R_N)与一个相应的主轴(M₁、M₂……M_N)相关联。

4.根据前一权利要求所述的工作头(1)，其特征在于，所述驱动元件(CR)与所述转轴(11A)同轴，并且每个从动元件(R₁、R₂……R_N)与相应的主轴(M₁，M₂……M_N)同轴。

5.根据权利要求3或4所述的工作头(1)，其特征在于，所述驱动元件(CR)包括驱动齿轮(CR)，并且每个从动元件(R₁、R₂……R_N)包括相应的从动齿轮(R₁、R₂……R_N)，其中所述驱动齿轮(CR)与至少一个从动齿轮(R₁、R₂……R_N)啮合。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的工作头(1)，其特征在于，所述第一可释放联接器件(G1；L1)包括至少一个第一磁体(G1)，并且所述第二可释放联接器件(G2；L2)包括至少一个第二磁体(G2)，使得当所述第一磁体(G1)联接到所述第二磁体(G2)时，产生吸引力。

7.根据权利要求2-5中任一项所述的工作头(1)，其特征在于，所述第一可释放联接器件(G1；L1)包括第一部分(L1)，并且所述第二可释放联接器件(G2；L2)包括第二部分(L2)，所述第二部分的形状被确定成联接到所述第一部分(L1)，使得所述第一部分(L1)和所述第二部分(L2)通过形状锁合联接或力联接来联接。

8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的工作头(1)，其特征在于，所述工作头(1)包括用于每个主轴(M₁、M₂……M_N)的相应的移动装置(MD)，其中每个移动装置(MD)被构造为将相应的主轴(M₁、M₂……M_N)从所述闲置位置移动到所述操作位置以及从所述操作位置移动到所述闲置位置。

9.根据权利要求8所述的工作头(1)，其特征在于，

每个移动装置(MD)包括腔室(C)和活塞(P)，所述活塞在所述腔室(C)内沿第一方向和与所述第一方向相反的第二方向滑动，

每个主轴(M₁、M₂……M_N)包括与所述第一端部部分(PE1)相反的第二端部部分(PE2)，所述第二端部部分连接到相应的活塞(P)，使得所述活塞(P)的移动导致相应的主轴(M₁、M₂……M_N)沿其纵向轴线(A₁、A₂……A_N)平移。

10.根据权利要求9所述的工作头(1)，其特征在于，每个移动装置(MD)都包括：入口，所述入口允许流体进入所述腔室(C)，从而使所述活塞(P)在所述第一方向上移动并将相应的主轴(M₁、M₂……M_N)维持在操作位置；以及弹性器件(S)，所述弹性器件能够在压缩状态和膨胀状态之间移动，使得所述活塞(P)沿所述第二方向移动，从而将相应的主轴(M₁、M₂……M_N)带动至闲置位置，当所述流体进入所述腔室(C)时所述弹性器件处于所述压缩状态，当所述流体在所述腔室(C)中的通道被阻止或所述流体在所述腔室(C)中未受到压力时所述弹簧器件处于所述闲置位置。

11.根据前述权利要求中任一权利要求所述的工作头(1)，其特征在于，每个工具(T₁、T₂……T_N)能够以能够拆除的方式联接到相应的主轴(M₁、M₂……M_N)；每个工具(T₁、T₂……T_N)沿相应的主轴(M₁、M₂……M_N)的纵向轴线(A₁、A₂……A_N)布置。

12.根据前述权利要求中任一权利要求所述的工作头(1)，其特征在于，每个工具(T₁、T₂……T_N)包括钻头。

13.根据前述权利要求中任一项所述的工作头(1)，其特征在于，

所述工作头(1)包括一个或更多个工具保持器头(TH1；TH2)，每个工具保持器头(TH1；TH2)设置有一个或更多个相应的额外工具(TH1₁、TH1₂……TH1_N；TH2₁、TH2₂……TH2_N)，其中所述额外工具(TH1₁、TH1₂……TH1_N；TH2₁、TH2₂……TH2_N)中的每一个额外工具都具有相应的额外纵向轴线(A₁₁、A₁₂……A_1N；A₂₁、A₂₂……A_2N)并且相对于所述工作头(1)以如下方式布置，即，每个额外纵向轴线(A₁₁、A₁₂……A_1N；A₂₁、A₂₂……A_2N)都垂直于所述运动传动组(11)的转轴(11A)的纵向轴线(A)；每个额外工具(TH1₁、TH1₂……TH1_N；TH2₁、TH2₂……TH2_N)都优选地包括相应的钻头，

每个主轴(M₁、M₂……M_N)的第一部分端部(PE1)的形状被确定成以能够拆除的方式联接到所述一个或更多个工具保持器头(TH1；TH2)。

14.用于处理零件的机床，包括：

基底，

工作台，所述工作台用于支撑至少一个零件，其中所述工作台布置在所述基底上，

工作单元，所述工作单元用于处理所述零件，

其特征在于，

所述工作单元包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的工作头(1)。